Машины постоянного тока
Методические указания
к лабораторным работам по курсу
«Электромеханика» для студентов
Специальности 10.04
Барнаул 2008
УДК 621.313.3(075.б)
Капустин В.М. Машины постоянного тока. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Электромеханика» для студентов специальности 10.04/Алт.ГТУ им. И.И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2008.-61с.
Даны описания лабораторных установок, методика проведения опытов и обработки результатов по машинам постоянного тока.
Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Электроснабжение и теоретические основы электротехники»
Рецензент: Калинин Ц.И.
Машины постоянного тока
Методические указания
к лабораторным работам по курсу
«Электромеханика» для студентов
специальности 10.04
Редактор: Сумцов Б.Н.
Подписано в печать Формат 60x84 I/IS.
Офсетная печать. Усл.п.л. 1,63.Уч.-над.л. 1,60.
Тираж экз.
Алт.ГТУ им. И.И. Ползунова.
656099, г. Барнаул, пр. Ленина,46
Отпечатано на ротапинте Алт.ГТУ им. И.И. Ползунова,
г
.
Барнаул, пр. Ленина, 46
Министерство образования и науки Российской Федерации
Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова
В.М. Капустин
Машины постоянного тока.
Методические указания к лабораторным работам по курсу
«Электромеханика» для студентов специальности 10.04
Б арнаул 2008
Машины постоянного тока (краткие теоретические сведения)
Электрические машины по роду питания делятся на машины переменного и постоянного тока. Машины постоянного тока подключаются к сети постоянного тока. В автономных системах машина постоянного тока является источником постоянного тока в генераторном режиме, а в режиме двигателя потребляет энергию от источника постоянного тока.
Машины постоянного тика – генераторы и двигатели находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и в сельском хозяйстве, так как обладают рядом ценных свойств.
В настоящее время генераторы постоянного тока заменяются простыми и дешёвыми статическими полупроводниковыми преобразователями, но генераторы постоянного тока в большей степени удовлетворяют требованиям производства. Сохраняется большая область производств, где генераторы постоянного тока пока незаменимы.
Автоматизированный электропривод на базе двигателей постоянного тока представляет серьёзную конкуренцию автоматизированному электроприводу переменного тока, а в некоторых случаях по технико-экономическим показателям превосходит последний.
Классический тип машины постоянного тока – коллекторная машина, в принципе это машина переменного тока с коллектором.
Коллектор и щеточный аппарат представляют собой механический выпрямитель в генераторах постоянного тока и механический инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный) в двигателях постоянного тока.
Основные элементы конструкции машины постоянного тока
Машина постоянного тока (рис 1, а) состоит из двух основных частей:
неподвижной части, предназначенной в основном для создания магнитного потока;
вращающейся части, которая называется якорем и в которой происходит процесс преобразования механической энергии в электрическую (электрический генератор) или обратно – электрической энергии в механическую (электродвигатель). Неподвижная и вращающаяся части отделяются друг от друга зазором.
Неподвижная часть машины постоянного тока состоит из основных полюсов 3 (рис. 2), предназначенных для создания основного магнитного потока; добавочных полюсов 4, устанавливаемых между основными и служащих для достижения безыскровой работы щеток 6 на коллекторе (рис. 1, б); станины 1.
Якорь 7 представляет собой цилиндрическое тело, вращающееся в пространстве между полюсами, и состоит из зубчатого сердечника якоря; уложенной на нем обмотки; коллектора и щеточного аппарата. В щеткодержателях 5 находятся щетки 6, обеспечивающие при вращении скользящий контакт с коллектором. На вал 2 двигателя напрессованы вентилятор и балансировочное кольцо.
Рисунок 1. – Конструкция машины постоянного тока а и коллектора б.
Коллектор набирают из медных пластин, изолированных друг от друга и от корпуса 3. На нажимные фланцы 4 надевают прессованные миканитовые манжеты 5. Нажимные фланцы изолированы друг от друга миканитовыми прокладками 2, которые стягивают кольцевой гайкой 6. Секции обмотки якоря припаивают к петушкам 7. Коллектор подвергают термообработке таким образом, что он образует монолитную конструкцию, исключающую биения и вибрации.
Рисунок 2. – Основной полюс.
Основной полюс состоит из набираемого на шпильках сердечника 5 из листовой электротехнической стали толщиной 1 мм. Со стороны обращенной к якорю, сердечник имеет полюсный наконечник 6, служащий для облегчения проведения магнитного потока через воздушный зазор. На сердечник полюса надевают катушку обмотки возбуждения 1, по которой проходит постоянный ток. Катушка наматывается на каркас 2. Крепление полюсов к станине 4 производится при помощи специальных болтов 3.